CN109827442B - 用于硅铁浇注的多工位烟气及余热收集装置 - Google Patents

Abstract

一种用于硅铁浇注的多工位烟气及余热收集装置，包括至少两个并排设置的烟气收集单元、烟气收集箱、布袋除尘器、微处理器，每一个烟气收集单元包括烟气收集罩、浇注定模组件、烟气导流组件、烟气盖组件、钢水包反转架、取热单元，本发明的有益效果在于，集热罩盖合于浇注定模本体的上表面，冷空气从集热罩的通风口进入，冷空气转变为炙热空气，与烟气收集箱夹层中的水换热，从而实现了浇注件的余热回收再利用，在钢水包反转架安装角度传感器来间接检测浇注头是否产生烟气，然后通过微处理器控制烟气收集罩的工作状态，避免能源浪费，压缩空气喷射嘴喷射出的高压空气进入烟气收集箱后，能阻止烟气收集罩内的烟尘从两侧排出，实现了烟气零外排。

Description

用于硅铁浇注的多工位烟气及余热收集装置

技术领域

本发明涉及硅铁冶炼烟气收集设备技术领域，特别涉及一种用于硅铁浇注的多工位烟气及余热收集装置。

背景技术

硅铁矿热炉在近几年的发展中速度较快，炉型从16500KVA发展到25500KVA之间较多，随着国家环保节能形式的进一步加大，高耗能小炉型逐步退出市场，高效、环保、节能技术含量较高的大型炉况不断涌现。从25500KVA、33000KVA到现在的4500KVA矿热炉，63000KVA矿热炉随之建设。传统的硅铁矿热炉一般在浇铁时，基本上都是采用行车提包行走向固定铸模槽内浇铸。由于炉型大，产量高，浇铸时，硅铁液体中的烟气就会无组织排放到大气中，对空气造成较大的污染，不符合国家环保政策，浇铸时，硅铁液体凝固及随后的冷却过程中会释放大量的热能，也无组织排放到大气中，造成了能源资源的浪费。

发明内容

有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种可回收余热，低能耗的用于硅铁浇注的多工位烟气及余热收集装置。

一种用于硅铁浇注的多工位烟气及余热收集装置，包括至少两个并排设置的烟气收集单元、烟气收集箱、布袋除尘器、微处理器，每一个烟气收集单元包括烟气收集罩、浇注定模组件、烟气导流组件、烟气盖组件、钢水包反转架、取热单元，所述浇注定模组件包括浇注头、浇注定模本体，所述烟气收集罩罩扣在浇注头的正上方，所述烟气收集罩前后方向均开口，所述烟气收集箱置于烟气收集罩的顶部，在烟气收集罩顶壁开有第一烟气收集孔，在烟气收集箱的底壁上从左至右依次开第二烟气收集孔、第三烟气收集孔，第二烟气收集孔、第三烟气收集孔对应与一个烟气收集罩的第一烟气收集孔同轴设置，以将每一个烟气收集罩的内腔与烟气收集箱的内腔连通，烟气收集箱的一侧开有烟气排放口，烟气收集箱的烟气排放口与布袋除尘器的入口通过管线连接，所述烟气导流组件包括设置于浇注头两侧的多个压缩空气喷射嘴，压缩空气喷射嘴的压缩气体出口均指向烟气收集罩的第一烟气收集孔，以使压缩空气喷射嘴喷射出的高压空气进入烟气收集箱后，在第一烟气收集孔下方形成负压，以引导第一烟气收集孔下方浇注头处产生的烟气进入烟气收集箱，所述烟气盖组件包括烟气收集盖、第一气缸，烟气收集盖设置于第一烟气收集孔处，所述第一气缸固定于烟气收集箱的顶部，所述第一气缸的固定端与烟气收集箱固定连接，第一气缸的伸缩端与烟气收集盖固定连接，以通过第一气缸伸缩带动烟气收集盖上下运动，进而盖合或打开第一烟气收集孔，所述取热单元包括集热罩、第二气缸，第二气缸的固定端固定于地面上，第二气缸的伸缩端与集热罩固定连接，以通过第二气缸伸长将集热罩盖合于浇注定模本体的上表面，以收集浇注定模本体内浇铸件产生的热量，集热罩的侧部设有通风口，集热罩的顶部设有热风出口，所述烟气收集箱的一侧还设置有热风入口，集热罩的热风出口通过管线与烟气收集箱的热风入口连接，所述烟气收集箱的侧壁、顶壁、底壁均为夹层结构，烟气收集箱侧壁、顶壁、底壁的夹层相互连通，所述烟气收集箱的侧壁底部具有一个与其夹层连通的冷水入口，所述烟气收集箱的顶壁具有一个与其夹层连通的热水出口，热水出口与浴池的暂存水箱的入口连接，冷水入口与低温供水源的出口连接，在浇注定模组件浇注头的左侧设置有钢水包反转架，在钢水包反转架上安装有角度传感器，以检测钢水包反转架上钢水包的反转角度，并将该反转角度检测值发送至微处理器，微处理器内预存有角度阈值，若反转角度大于等于角度阈值，微处理器控制压缩空气喷射嘴打开，控制该钢水包反转架相应的第一气缸伸长，以使打开相应的第一烟气收集孔，控制该钢水包反转架相应的第二气缸伸长，以将集热罩盖合于浇注定模本体的上表面。

优选的，所述压缩空气喷射嘴沿着浇注头的四周均布，以使压缩空气喷射嘴喷射出的高压空气在烟气收集罩底壁和烟气收集罩顶壁之间形成从下而上逐渐径缩的压缩空气墙，进而阻止浇注头处产生的烟气从烟气收集罩两侧的开口端流出。

优选的，所述烟气收集罩的侧壁和顶壁均由内壁和外壁组成，外壁内侧表面密布有耙齿状柱体，柱体的一端与外壁固定连接，柱体的另一端与外壁内侧表面成一定角度自由延伸，所述内壁为浇注于外壁内侧表面耙齿状柱体之间的耐火材料构成。

本发明的有益效果在于，硅铁浇注时，集热罩盖合于浇注定模本体的上表面，在布袋除尘器提供的负压的作用下，冷空气从集热罩的通风口进入，浇注件产生的热量传递至冷空气后，冷空气转变为炙热空气，然后进入烟气收集箱，与烟气收集箱夹层中的水换热，从而实现了浇注件的余热回收再利用，在钢水包反转架安装角度传感器来间接检测浇注头是否产生烟气，然后通过微处理器控制相应工位压缩空气喷射嘴工作状态，以及控制相应位置烟气收集罩的烟气收集盖工作状态，避免能源浪费，压缩空气喷射嘴喷射出的高压空气进入烟气收集箱后，能阻止烟气收集罩内的烟尘从两侧排出，高压空气的射流作用，使得高压空气边界裹挟周围的烟气一起向烟气收集罩流动，具有导流作用，再有，高压空气的射流作用，使得高压空气进入烟气收集箱后，在烟气收集箱的下方形成负压，还能为烟气进入烟气收集箱提供一定的动力，实现了烟气零外排，且烟气的热量也得以回收再利用，此外，浇铁时启动布袋除尘器将浇铁时产生的烟气收集到烟气收集箱内，再经过布袋除尘器，回收微硅粉，微硅粉作为水泥行业的配料加以使用，又实现了资源的充分利用，保护了大气环境。

附图说明

图1为所述用于硅铁浇注的多工位烟气及余热收集装置的主视图。

图2为图1中所述用于硅铁浇注的多工位烟气及余热收集装置沿A-A方向的剖视图。

图3为图2中所述用于硅铁浇注的多工位烟气及余热收集装置沿B-B方向的剖视图。

图中：烟气收集单元10、烟气收集罩11、内壁111、外壁112、柱体113、第一烟气收集孔114、烟气导流组件12、压缩空气喷射嘴121、烟气盖组件13、烟气收集盖131、第一气缸132、浇注定模组件14、浇注头141、浇注定模本体142、钢水包反转架15、取热单元16、集热罩161、通风口1611、第二气缸162、烟气收集箱20、第二烟气收集孔21、第三烟气收集孔22。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1至图3，本发明实施例提供了一种用于硅铁浇注的多工位烟气及余热收集装置，包括至少两个并排设置的烟气收集单元10、烟气收集箱20、布袋除尘器、微处理器，每一个烟气收集单元10包括烟气收集罩11、浇注定模组件14、烟气导流组件12、烟气盖组件13、钢水包反转架15、取热单元16，浇注定模组件14包括浇注头141、浇注定模本体142，烟气收集罩11罩扣在浇注头141的正上方，烟气收集罩11前后方向均开口，这里所指的前、后分别为图1中的纸里、纸外，烟气收集箱20置于烟气收集罩11的顶部，在烟气收集罩11顶壁开有第一烟气收集孔114，在烟气收集箱20的底壁上从左至右依次开第二烟气收集孔21、第三烟气收集孔22，第二烟气收集孔21、第三烟气收集孔22对应与一个烟气收集罩11的第一烟气收集孔114同轴设置，以将每一个烟气收集罩11的内腔与烟气收集箱20的内腔连通，烟气收集箱20的一侧开有烟气排放口，烟气收集箱20的烟气排放口与布袋除尘器的入口通过管线连接，烟气导流组件12包括设置于浇注头141两侧的多个压缩空气喷射嘴121，压缩空气喷射嘴121的压缩气体出口均指向烟气收集罩11的第一烟气收集孔114，以使压缩空气喷射嘴121喷射出的高压空气进入烟气收集箱20后，在第一烟气收集孔114下方形成负压，以引导第一烟气收集孔114下方浇注头141处产生的烟气进入烟气收集箱20，烟气盖组件13包括烟气收集盖131、第一气缸132，烟气收集盖131设置于第一烟气收集孔114处，第一气缸132固定于烟气收集箱20的顶部，第一气缸132的固定端与烟气收集箱20固定连接，第一气缸132的伸缩端与烟气收集盖131固定连接，以通过第一气缸132伸缩带动烟气收集盖131上下运动，进而盖合或打开第一烟气收集孔114，取热单元16包括集热罩161、第二气缸162，第二气缸162的固定端固定于地面上，第二气缸162的伸缩端与集热罩161固定连接，以通过第二气缸162伸长将集热罩161盖合于浇注定模本体142的上表面，以收集浇注定模本体142内浇铸件产生的热量，集热罩161的侧部设有通风口1611，集热罩161的顶部设有热风出口，烟气收集箱20的一侧还设置有热风入口，集热罩161的热风出口通过管线与烟气收集箱20的热风入口连接，烟气收集箱20的侧壁、顶壁、底壁均为夹层结构，烟气收集箱20侧壁、顶壁、底壁的夹层相互连通，烟气收集箱20的侧壁底部具有一个与其夹层连通的冷水入口，烟气收集箱20的顶壁具有一个与其夹层连通的热水出口，热水出口与浴池的暂存水箱的入口连接，冷水入口与低温供水源的出口连接，在浇注定模组件14浇注头141的左侧设置有钢水包反转架15，在钢水包反转架15上安装有角度传感器，以检测钢水包反转架15上钢水包的反转角度，并将该反转角度检测值发送至微处理器，微处理器内预存有角度阈值，若反转角度大于等于角度阈值，微处理器控制压缩空气喷射嘴121打开，控制该钢水包反转架15相应的第一气缸132伸长，以使打开相应的第一烟气收集孔114，控制该钢水包反转架15相应的第二气缸162伸长，以将集热罩161盖合于浇注定模本体142的上表面。

本实施例中，烟气收集罩11一侧有熔体流出，难以采用常规的封闭式结构来解决烟气排放的问题。

本实施例中，所指的多工位是多个烟气收集罩11对应用于相应数量的浇注定模组件14的烟气收集，大多数时候部分烟气收集罩11处于不工作状态，此时，布袋除尘器、压缩空气喷射嘴121依然为相应工位提供烟气抽力、高压空气动力，造成能源浪费。

本发明的有益效果在于，硅铁浇注时，集热罩161盖合于浇注定模本体142的上表面，在布袋除尘器提供的负压的作用下，冷空气从集热罩161的通风口1611进入，浇注件产生的热量传递至冷空气后，冷空气转变为炙热空气，然后进入烟气收集箱20，与烟气收集箱20夹层中的水换热，从而实现了浇注件的余热回收再利用，在钢水包反转架15安装角度传感器来间接检测浇注头141是否产生烟气，然后通过微处理器控制相应工位压缩空气喷射嘴121工作状态，以及控制相应位置烟气收集罩11的烟气收集盖131工作状态，避免能源浪费，压缩空气喷射嘴121喷射出的高压空气进入烟气收集箱20后，能阻止烟气收集罩11内的烟尘从两侧排出，高压空气的射流作用，使得高压空气边界裹挟周围的烟气一起向烟气收集罩11流动，具有导流作用，再有，高压空气的射流作用，使得高压空气进入烟气收集箱20后，在烟气收集箱20的下方形成负压，还能为烟气进入烟气收集箱20提供一定的动力，实现了烟气零外排，且烟气的热量也得以回收再利用，此外，浇铁时启动布袋除尘器将浇铁时产生的烟气收集到烟气收集箱20内，再经过布袋除尘器，回收微硅粉，微硅粉作为水泥行业的配料加以使用，又实现了资源的充分利用，保护了大气环境。

参见图1至图3，进一步，压缩空气喷射嘴121沿着浇注头141的四周均布，以使压缩空气喷射嘴121喷射出的高压空气在烟气收集罩11底壁和烟气收集罩11顶壁之间形成从下而上逐渐径缩的压缩空气墙，进而阻止浇注头141处产生的烟气从烟气收集罩11两侧的开口端流出。

参见图1和图2，进一步，烟气收集罩11的侧壁和顶壁均由内壁111和外壁112组成，外壁112内侧表面密布有耙齿状柱体113，柱体113的一端与外壁112固定连接，柱体113的另一端与外壁112内侧表面成一定角度自由延伸，内壁111为浇注于外壁112内侧表面耙齿状柱体113之间的耐火材料构成。

本实施例中，烟气收集罩11的外壁112内侧先焊接柱体113，然后再柱体113之间填充耐火材料形成内壁111，这样，保证了内壁111与外壁112之间的结合强度，柱体113和内壁111形成的复合体，能抵抗高温烟气的冲刷。

在一个具体的实施例中，烟气收集箱20底壁的上表面与水平面之间的角度在驱动机构的带动下周期周期性不断变化。高温烟气中的微硅粉会在烟气收集箱20底壁上沉积，烟气收集箱20底壁上的微硅粉受烟气收集箱20内的气流作用力，由于烟气收集箱20底壁的上表面与水平面之间的角度不断变化，使得烟气收集箱20底壁微硅粉颗粒受到交变力的作用，沉积的微硅粉发生运动，从而达到自清除微硅粉的目的。

本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种用于硅铁浇注的多工位烟气及余热收集装置，其特征在于：包括至少两个并排设置的烟气收集单元、烟气收集箱、布袋除尘器、微处理器，每一个烟气收集单元包括烟气收集罩、浇注定模组件、烟气导流组件、烟气盖组件、钢水包反转架、取热单元，所述浇注定模组件包括浇注头、浇注定模本体，所述烟气收集罩罩扣在浇注头的正上方，所述烟气收集罩前后方向均开口，所述烟气收集箱置于烟气收集罩的顶部，在烟气收集罩顶壁开有第一烟气收集孔，在烟气收集箱的底壁上从左至右依次开第二烟气收集孔、第三烟气收集孔，第二烟气收集孔、第三烟气收集孔对应与一个烟气收集罩的第一烟气收集孔同轴设置，以将每一个烟气收集罩的内腔与烟气收集箱的内腔连通，烟气收集箱的一侧开有烟气排放口，烟气收集箱的烟气排放口与布袋除尘器的入口通过管线连接，所述烟气导流组件包括设置于浇注头两侧的多个压缩空气喷射嘴，压缩空气喷射嘴的压缩气体出口均指向烟气收集罩的第一烟气收集孔，以使压缩空气喷射嘴喷射出的高压空气进入烟气收集箱后，在第一烟气收集孔下方形成负压，以引导第一烟气收集孔下方浇注头处产生的烟气进入烟气收集箱，所述烟气盖组件包括烟气收集盖、第一气缸，烟气收集盖设置于第一烟气收集孔处，所述第一气缸固定于烟气收集箱的顶部，所述第一气缸的固定端与烟气收集箱固定连接，第一气缸的伸缩端与烟气收集盖固定连接，以通过第一气缸伸缩带动烟气收集盖上下运动，进而盖合或打开第一烟气收集孔，所述取热单元包括集热罩、第二气缸，第二气缸的固定端固定于地面上，第二气缸的伸缩端与集热罩固定连接，以通过第二气缸伸长将集热罩盖合于浇注定模本体的上表面，以收集浇注定模本体内浇铸件产生的热量，集热罩的侧部设有通风口，集热罩的顶部设有热风出口，所述烟气收集箱的一侧还设置有热风入口，集热罩的热风出口通过管线与烟气收集箱的热风入口连接，所述烟气收集箱的侧壁、顶壁、底壁均为夹层结构，烟气收集箱侧壁、顶壁、底壁的夹层相互连通，所述烟气收集箱的侧壁底部具有一个与其夹层连通的冷水入口，所述烟气收集箱的顶壁具有一个与其夹层连通的热水出口，热水出口与浴池的暂存水箱的入口连接，冷水入口与低温供水源的出口连接，在布袋除尘器提供的负压的作用下，冷空气从集热罩的通风口进入，浇注件产生的热量传递至冷空气后，冷空气转变为热风，然后进入烟气收集箱，与烟气收集箱夹层中的水换热，在浇注定模组件浇注头的左侧设置有钢水包反转架，在钢水包反转架上安装有角度传感器，以检测钢水包反转架上钢水包的反转角度，并将该反转角度检测值发送至微处理器，微处理器内预存有角度阈值，若反转角度大于等于角度阈值，微处理器控制压缩空气喷射嘴打开，控制该钢水包反转架相应的第一气缸伸长，以使打开相应的第一烟气收集孔，控制该钢水包反转架相应的第二气缸伸长，以将集热罩盖合于浇注定模本体的上表面。

2.如权利要求1所述的用于硅铁浇注的多工位烟气及余热收集装置，其特征在于：所述压缩空气喷射嘴沿着浇注头的四周均布，以使压缩空气喷射嘴喷射出的高压空气在烟气收集罩底壁和烟气收集罩顶壁之间形成从下而上逐渐径缩的压缩空气墙，进而阻止浇注头处产生的烟气从烟气收集罩两侧的开口端流出。

3.如权利要求1所述的用于硅铁浇注的多工位烟气及余热收集装置，其特征在于：所述烟气收集罩的侧壁和顶壁均由内壁和外壁组成，外壁内侧表面密布有耙齿状柱体，柱体的一端与外壁固定连接，柱体的另一端与外壁内侧表面成一定角度自由延伸，所述内壁为浇注于外壁内侧表面耙齿状柱体之间的耐火材料构成。